Формулы тепловой нагрузки и расхода газа
Расход газа условно обозначается латинской буквой V и определяется по формуле:
V = Q / (n/100 х q), где
Q – тепловая нагрузка на отопление (кВт/ч), q – теплотворная способность газа (кВт/м³), n – КПД газового котла, выраженный в процентах.
Расход магистрального газа измеряется в кубических метрах в час (м³/ч), сжиженного – в литрах или килограммах в час (л/ч, кг/ч).
Расход газа рассчитывается перед проектированием системы отопления, выбором котла, энергоносителя, а затем легко контролируется с помощью счетчиков
Рассмотрим подробно, что обозначают переменные в данной формуле и каким образом их определить.
Понятие «тепловая нагрузка» приводится в федеральном законе «О теплоснабжении». Изменив немного официальную формулировку, скажем просто, что это количество тепловой энергии, переданной в единицу времени для поддержания комфортной температуры воздуха в помещении.
В дальнейшем мы будем также использовать понятие «тепловая мощность», поэтому заодно приведем и его определение применительно к нашим расчетам. Тепловой мощностью называют количество тепловой энергии, которую может произвести газовый котел за единицу времени.
Тепловая нагрузка определяется в соответствии с МДК 4-05.2004 путем теплотехнических расчетов.
Упрощенная формула:
Q = V x ΔT x K / 860.
Здесь V – объем помещения, который получает путем умножения высоты потолка, ширины и длины пола.
ΔT – разница между температурой воздуха снаружи здания и необходимой температурой воздуха в отапливаемом помещении. Для расчетов используют климатические параметры, приведенные в СП 131.13330.2012.
Чтобы получить максимально точные показатели расхода газа, используются формулы, в которых учитывается даже расположение окон – солнечные лучи прогревают комнату, сокращая теплопотери
K – коэффициент потерь тепла, который точно определить трудней всего из-за влияния множества факторов, включая количество и положение внешних стен относительно сторон света и режима ветра в зимний период; количество, тип и размеры окон, входных и балконных дверей; тип используемых строительных и теплоизоляционных материалов и так далее.
На ограждающих конструкциях дома есть участки с повышенной теплоотдачей – мостики холода, из-за которых расход топлива может значительно увеличиться
При необходимости выполнить расчет с погрешностью в пределах 5%, лучше провести тепловой аудит дома.
Если требования к расчетам не столь жесткие, можно использовать усредненные значения коэффициента теплопотерь:
- повышенная степень теплоизоляции – 0,6-0,9;
- теплоизоляция средней степени – 1-1,9;
- низкая теплоизоляция – 2-2,9;
- отсутствие теплоизоляции – 3-4.
Двойная кирпичная кладка, небольшие окна с трехкамерными стеклопакетами, утепленная кровельная система, мощный фундамент, теплоизоляция с помощью материалов с низкой теплопроводностью – все это говорит о минимальном коэффициенте потери тепла вашим домом.
При двойной кирпичной кладке, но обычной кровле и окнами с двойными рамами коэффициент повышается до средних значений. Те же параметры, но одинарная кирпичная кладка и простая кровля – признак низкой теплоизоляции. Отсутствие теплоизоляции характерно для дачных домов.
Об экономии тепловой энергии стоит позаботиться уже на этапе строительства дома, выполнив утепление стен, кровли и фундамента и установив многокамерные окна
Выбрав значение коэффициента, наиболее соответствующее теплоизоляции вашего дома, подставляем его в формулу расчета тепловой нагрузки. Далее по формуле рассчитываем расход газа на поддержания комфортного микроклимата в загородном доме.
Сокращение расхода
Это известно: если хорошо утеплить дом, то расход горючего для обогрева существенно сократится. Поэтому перед началом выбора и установки оборудования и прокладки магистральных путей необходимо хорошо утеплить дом: стены, крышу и чердак, пол, произвести замену окон, сделать герметичный контур уплотнения на дверях.
Особое внимание стоит уделить крыше и окнам. Предполагается, что из 100% потерянной теплоты 35% уходит через крышу, около 25% теряется на окнах. Поэтому используйте лучшие теплоизоляционные материалы и хорошие стеклопакеты, которые отличаются низким коэффициентом теплопроводности
Дешевые стеклопакеты сразу видно: их алюминиевый или стальной «скелет» зимой всегда очень холодный, и непосредственно через него теряется много тепла. Даже сами стекла так сильно не пропускают теплоту, как это делает металлический профиль, на котором эти стекла держатся
Поэтому используйте лучшие теплоизоляционные материалы и хорошие стеклопакеты, которые отличаются низким коэффициентом теплопроводности. Дешевые стеклопакеты сразу видно: их алюминиевый или стальной «скелет» зимой всегда очень холодный, и непосредственно через него теряется много тепла. Даже сами стекла так сильно не пропускают теплоту, как это делает металлический профиль, на котором эти стекла держатся.
Выбор газгольдера без ошибок, нюансы, рекомендации специалистов
Не следует применять бывшие в употреблении, самодельные и другие емкости, не соответствующие стандартам
Для обеспечения высокого уровня безопасности надо использовать только качественное газовое оборудование заводского производства. При покупке надо убедится в наличии сертификатов, официальных гарантийных обязательств. Также заслуживают внимания следующие факты:
- Достаточно прочные стенки делают из стали толщиной 6-10 мм.
- Встроенными ребрами жесткости повышают устойчивость к механическим воздействиям.
- Самый недорогой антикоррозийный слой, из битумной мастики, является менее долговечным.
- Эпоксидная смола выполняет свои функции длительное время. Но такое покрытие способны повредить удары, перепады температуры.
- За полимерный слой придется заплатить дороже. Но такое покрытие сохраняет герметичность в течение многих лет, поэтому в итоге получится сэкономить.
- Дополнительную защиту обеспечивают с применением активных и пассивных электрохимических технологий.
- Лучше, если вся предохранительная и запорная арматура есть в стандартной комплектации. В этом случае на эти узлы распространяются общие гарантии производителя.
- В подземном варианте монтажа горизонтального газгольдера для загородного дома можно исключить дополнительный подогрев.
При необходимости – устанавливают специализированный испаритель
На схеме показаны компоненты соответствующего оснащения резервуара (6). Для контроля газообразования используют датчик (8), установленный в горловине. Сигнал с него (5) поступает на котел отопления (1). Жидкую смесь пропана и бутана (7) нагревает змеевик, который подключен к подающей (9) и обратной (10) трубам. По этому контуру циркулирует антифриз. Рабочая смесь в газообразном состоянии (11) подается потребителям (2) через открытый электромагнитный вентиль (3).
Люк достаточной ширины пригодится для технологического осмотра
Стандартными правилами эксплуатации предусмотрено периодическое удаление парафинов и других загрязнений. Также необходима визуальная проверка состояния швов. Эти регламентные операции выполняют не реже одного раза через каждые 10 лет.
Такие опоры обеспечивают надежное закрепление. При покупке надо убедится в наличии таких «лап», чтобы не использовать сомнительные приспособления для фиксации тяжелой емкости
От чего зависит расход топлива у дизельных котлов отопления
Если вы решили установить отопительный котел, надо определиться, какого типа котел вам нужен и какой должна быть его мощность. Немного трудно представить, что городской житель, привыкший к комфорту, выберет твердотопливный котел. Несомненно, это будет газовый. А если газовая ветка настолько далека, что подключиться к ней выльется в огромные суммы? Выберите тогда самый оптимальный в этой ситуации вариант – отопление загородного дома соляркой. Останется только узнать, какой же расход топлива дизельных котлов отопления .
Выбор дизельного котла отопления имеет важное преимущество, его автономность, которая плюс к удобству управления дает также экономию солярки. Это, безусловно, вариант более экономичный, чем, скажем, на электричестве. Установка данного котла не требует специального разрешения
Установка данного котла не требует специального разрешения.
Конечно же, у них есть и определенные минусы. В первую очередь – необходимость в специальной емкости, в которой будет храниться топливо, помещение, имеющее вытяжку, для установки котла.
Горючее топливо, надо будет хранить в специальных бункерах, стальных или пластмассовых топливных емкостях. Их объем зависит от объема отапливаемых помещений, а также необходимого уровня их теплозащиты. В среднем объемы этих емкостей колеблются в пределах от 4 до 10 тонн.
Установить их можно в изолированном помещении внутри здания или за его пределами. По правилам пожарной безопасности емкости, если гидрогеологические условия позволяют, должны быть заглублены в землю. Закопать их следует еще потому, что при наличии поблизости грунтовых вод, полупустые баки весной могут, как говорится, всплыть. и еще, при более низких температурах увеличивается вязкость топлива, из-за чего растет нагрузка на топливный насос, следовательно, для перекачки топлива затрачивается больше электроэнергии.
Примерно вычислить расход дизельного топлива можно, исходя из следующего соотношения: получить тепловую мощность котла в 10 кВт можно при расходе солярки 1 кг/час.
Можно рассчитать расход солярки, требуемой на отопление и следующим образом: умножая мощность горелки на коэффициент 0,1. Цифра, полученная в результате, покажет количество солярки (в килограммах), расходуемое за 1 час.
Рассчитаем примерный расход дизельного топлива для отопления дома, имеющего площадь 150 кв. м. Мощность котла, необходимого для обогрева такого дома – 15 кВт.
Выполним простейшие математические вычисления:
Получилось, что при полной мощности работы горелки котел за 1 час сжигает 1,5 кг солярки, а суточный расход, соответствено, 24 х 1,5 = 36 кг.
Если учесть, что за весь отопительный сезон котел работает около 100 дней – на полную мощность, а еще 100 – в половину мощности, в итоге, получим: (100 х 36) + (100 х 18) = 5200 кг, т.е. чуть больше 5 тонн солярки.
При правильной эксплуатации дизельного котла, он может прослужить порядка 50 лет.
Методика расчета для природного газа
Примерный расход газа на отопление считается исходя из половинной мощности установленного котла. Все дело в том, что при определении мощности газового котла закладывается самая низкая температура. Это и понятно — даже когда на улице очень холодно, в доме должно быть тепло.
Посчитать расход газа на отопление можно самостоятельно
Но считать расход газа на отопление по этой максимальной цифре совсем неверно — ведь в основном температура значительно выше, а значит, топлива сжигается намного меньше. Потому и принято считать средний расход топлива на отопление — порядка 50% от теплопотерь или мощности котла.
Считаем расход газа по теплопотерям
Если котла еще нет, и вы оцениваете стоимость отопления разными способами, считать можно от общих теплопотерь здания. Они, скорее всего, вам известны. Методика тут такая: берут 50% от общих теплопотерь, добавляют 10% на обеспечение ГВС и 10% на отток тепла при вентиляции. В результате получим средний расход в киловаттах в час.
Далее можно узнать расход топлива в сутки (умножить на 24 часа), в месяц (на 30 дней), при желании — за весь отопительный сезон (умножить на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление). Все эти цифры можно перевести в кубометры (зная удельную теплоту сгорания газа), а потом перемножить кубометры на цену газа и, таким образом, узнать затраты на отопление.
| Наименование толпива | Единица измерения | Удельная теплота сгорания в кКал | Удельная теплота сгорания в кВт | Удельная теплота сгорания в МДж |
|---|---|---|---|---|
| Природный газ | 1 м 3 | 8000 кКал | 9,2 кВт | 33,5 МДж |
| Сжиженный газ | 1 кг | 10800 кКал | 12,5 кВт | 45,2 МДж |
| Уголь каменный (W=10%) | 1 кг | 6450 кКал | 7,5 кВт | 27 МДж |
| Пеллета древесная | 1 кг | 4100 кКал | 4,7 кВт | 17,17 МДж |
| Высушенная древесина (W=20%) | 1 кг | 3400 кКал | 3,9 кВт | 14,24 МДж |
Пример расчета по теплопотерям
Пусть теплопотери дома составляют 16 кВт/час. Начинаем считать:
- средняя потребность в тепле в час — 8 кВт/ч + 1,6 кВт/ч + 1,6 кВт/ч = 11,2 кВт/ч;
- в день — 11,2 кВт * 24 часа = 268,8 кВт;
в месяц — 268,8 кВт * 30 дней = 8064 кВт.
Переводим в кубометры. Если использовать будем природный газ, делим расход газа на отопление в час: 11,2 кВт/ч / 9,3 кВт = 1,2 м3/ч. В расчетах цифра 9,3 кВт — это удельная теплоемкость сгорания природного газа (есть в таблице).
Так как котел имеет не 100% КПД, а 88-92%, придется внести еще поправки на это — добавить порядка 10% от полученной цифры. Итого получаем расход газа на отопление в час — 1,32 кубометра в час. Далее можно рассчитать:
- расход в день: 1,32 м3 * 24 часа = 28,8 м3/день
- потребность в месяц:28,8 м3/день * 30 дней = 864 м3/мес.
Средний расход за отопительный сезон зависит от его длительности — умножаем на количество месяцев, пока длится отопительный сезон.
Этот расчет — приблизительный. В какой-то месяц потребление газа будет намного меньше, в самый холодный — больше, но в среднем цифра будет примерно такой же.
Расчет по мощности котла
Расчеты будут немного проще, если имеется рассчитанная мощность котла — тут уже учтены все необходимые запасы (на ГВС и вентиляцию). Потому просто берем 50% от расчетной мощности и далее считаем расход в день, месяц, за сезон.
Например, проектная мощность котла — 24 кВт. Для расчета расхода газа на отопление берем половину: 12 к/Вт. Это и будет средняя потребность в тепле в час. Чтобы определить расход топлива в час, делим на теплотворную способность, получаем 12 кВт/час / 9,3 к/Вт = 1,3 м3. Далее все считается как в примере выше:
- в день: 12 кВт/ч * 24 часа = 288 кВт в перерасчете на количество газа — 1,3 м3 * 24 = 31,2 м3
в месяц: 288 кВт * 30 дней = 8640 м3, расход в кубометрах 31,2 м3 * 30 = 936 м3.
Далее добавим 10% на неидеальность котла, получим, что для этого случая расход будет чуть больше 1000 кубометров в месяц (1029,3 куб). Как видите, в этом случае все еще проще — меньше цифр, но принцип тот же.
По квадратуре
Еще более приблизительные расчеты можно получить по квадратуре дома. Есть два способа:
- Можно посчитать по СНиПовским нормам — на обогрев одного квадратного метра в Средней Полосе России в среднем требуется 80 Вт/м2 . Эту цифру можно применять, если ваш дом построен по всем требованиям и имеет хорошее утепление.
- Можно прикинуть по среднестатистическим данным:
- при хорошем утеплении дома требуется 2,5-3 куб/м2;
при среднем утеплении расход газа 4-5 куб/м2.
Каждый хозяин может оценить степень утепления своего дома, соответственно, можно прикинуть, какой расход газа будет в данном случае. Например, для дома в 100 кв. м. при среднем утеплении потребуется 400-500 кубометров газа на отопление, на дом в 150 квадратов уйдет 600-750 кубов в месяц, на отопление дома площадью 200 м2 — 800-100 кубов голубого топлива. Все это — очень приблизительно, но цифры выведены на основании многих фактических данных.
Преимущества и недостатки такой формы обогрева
Обогрев газом из баллона предполагает автономность системы, низкий расход сырья, стабильное внутритрубное давление, а также несложную эксплуатацию.
Если требуется проведение горячей воды, водяной контур можно подключить к общей системе обогрева и котел будет осуществлять нагрев не только отопительной жидкости, но также воды для бытовых целей.
Баллон эффективен в использовании ввиду легкости перехода газа от жидкого состояния к агрегатному, обеспечивается нормальный прогрев жилья, воды.
Такой формат удобно транспортировать: относительно небольшие тары возможно перевезти на грузовой технике при соблюдении требований безопасности.
Установка оборудования, работающего от бака не требует объемных работ или специфических навыков: монтаж осуществляется внутри новостроя или старого дома с одинаковым успехом. Отпадает необходимость прокладывания труб к общей магистрали, что часто требует частичного разбора пола, стен.
Существует несколько недостатков методики. Нельзя оставлять резервуары на улице зимой, так как во время сильных морозов выделяется конденсат, который быстро замерзает, препятствуя нормальному газовому потоку. Отопительная система не получает требуемое количество топлива даже для минимальной нагрузки и выполняет автоматическое аварийное отключение.
Запрещено размещать источник газа в непроветриваемых комнатах на случай появления протечки.
Газ тяжелее обычного воздуха, поэтому в случае утечки будет спускаться и стелиться по полу, что может повлечь скопление большого количества. Это опасно для здоровья.
Важно выполнять все условия подключения, хранения, чтобы обеспечить безопасность. Хранение подключенных баллонов
Хранение подключенных баллонов
Хранение баллонов также должно осуществляться в хорошо вентилируемых комнатах без пролегания подвала под ними, желательно внутри отдельных пристроек. Если речь идет о выделенной пристройке, то потребуется выполнить дополнительное утепление, чтобы предотвратить зимние внезапные отключения.
Теплоизоляцию делают из пенопласта, толщиной 5 см, а верх оборудуют вентиляционными отверстиями.
Общую информацию о газобаллонном отоплении, принципах подключения и эксплуатации можно посмотреть в следующем видео:
Сколько газа расходуется на обогрев дома площадью 100-200 м2?
При планировании обогрева частного дома необходимо подсчитать расходы на отопление магистральным газом. В процессе эксплуатации оборудования это сделать значительно легче, достаточно лишь отследить показания измерительного прибора в начале и конце месяца
Не менее важно знать потребление энергии на стадии проектирования. Это поможет правильно выбрать все устройства для системы и определиться с качеством носителя
Большие площади требуют немалых затрат для обеспечения комфортного проживания в частном доме. В первую очередь это касается отопления, поэтому нужно максимально оптимизировать работу системы обогрева и выяснить потребление ресурса для обслуживания помещений.
Расчеты, в первую очередь, зависят от площади здания. Еще один важный показатель – мощность. Согласно нормативам, она определяется для каждой комнаты при самых сильных морозах в течение пяти дней. В реальности энергии используется значительно меньше, так как на протяжение сезона температура воздуха может колебаться в приличных пределах.
1. Для среднего потребления можно принять значение 50 Вт/м2 за 60 минут. Это значит, что для обогрева площади 100 м2 получится 5 000 Вт, для отопления частного дома 200 м2 – 10 000 Вт.
2. Можно воспользоваться формулой: R=V/(qHxK), где R – это объем газа в м3 за час, V – заданная тепловая мощность, qH – низший показатель сгорания ( 10 кВт/м3), К – КПД котла.
3. В результате расход природного газа для частного дома в 100 м2 составляет 5/(10х0,9)=0, 55 м3 за час, соответственно, для отопления вдвое большей площади получится цифра 1,11 м3 за 60 минут.
Хитрый счетчик, сберегающий электроэнергиюОкупается за 2 месяца!
4. Для выяснения суточного расхода полученную величину умножаем на 24: 0,55х24=13,2 м3. Параметр за 30 дней определяется таким же образом – 13,2х30=396 м3.
5. Если требуется подсчитать потребление для 1 м2, месячный показатель делят на квадратуру, в итоге расходование газа составит 3,96 м3. Так как в каждом регионе холодное время года может длиться по-разному, рекомендуется вычислять параметр за 7 месяцев, что даст среднюю величину на этапе проектирования.
Для перевода в денежный эквивалент нужно перемножить значения цены за 1 кВт/ч и индекс сезонного потребления. Это даст приблизительную цифру на затраты по отоплению на весь период холодов.
